1. Celková proveditelnost
Prototyp investičního odlitku je vysoce proveditelné, když je cílem rychle ověřit složitou kovovou součást, než se zavážete k obrábění tvrdých nástrojů nebo velkoobjemové výrobě.
Průmysl investičního lití široce přijal hybridní strategie, které využívají 3D-tištěné voskové nebo plastické vzory,
konkrétně proto, že mohou zkrátit dobu přípravy prvního článku, nižší náklady na díly s malým objemem, a umožňují větší geometrickou složitost než konvenční cesty řízené nástroji.
To bylo řečeno, proveditelnost není univerzální.
Prototypové odlévání dává největší smysl, když je geometrie součásti, cílový objem, a kvalifikační zátěž ospravedlňují proces odlévání spíše než CNC obrábění, Aditivní výroba, nebo jednodušší prototyp trasy.
Jinými slovy, je to často skvělá odpověď složité kovové prototypy ve tvaru sítě, ale ne vždy nejlevnější nebo nejrychlejší odpověď pro každou část.
To je závěr z publikované dodací lhůty, náklady, a kompromisy řízení procesu hlášené zdroji z odvětví investičního lití.
2. Cenová proveditelnost
Z pohledu nákladů, prototypové odlévání je atraktivní, protože může eliminovat nebo snížit potřebu tvrdých nástrojů v rané fázi vývoje.
Materiál z průmyslové konference poznamenává, že tištěné voskové/plastové vzory mohou výrazně zkrátit dobu dodání prvního článku a snížit náklady na díly s malým objemem,
a že u některých sléváren se roční náklady na tištěné vzory mohou dokonce blížit nákladům na konvenční tvrdé nástroje, což znamená, že ekonomický přechod do značné míry závisí na objemu a strategii vzoru.
Obraz nákladů se stává příznivějším, když je prototyp natolik složitý, že obrábění by vyžadovalo mnoho nastavení, nebo když návrh obsahuje vnitřní průchody nebo konsolidované prvky, které by jinak vyžadovaly montáž.
Literatura o investičním lití výslovně zdůrazňuje hodnotu složitých vnitřních geometrií a omezení následného obrábění jako hlavní výhodu procesu.
Na druhé straně, náklady mohou rychle růst, pokud projekt vyžaduje velmi úzké tolerance, neobvykle přísné požadavky na povrchovou úpravu, rozsáhlé NDT, nebo vypracovat certifikaci.
Průmyslový konsensus poznamenává, že mimořádně úzké tolerance zvyšují náklady na odlévání, že leštěná nebo speciální povrchová úprava zvyšuje náklady a měla by být specifikována pouze v případě potřeby, a že certifikace a zkušební tyče také zvyšují přímé i nepřímé náklady.
3. Proveditelnost cyklu
Prototyp vytavitelného lití je obzvláště silný v době cyklu, kdy by tradiční cesta nástroje byla pomalá.
Bez pevného nářadí, návrh jádra a výrobní cyklus mohou být eliminovány, a prototypová keramická jádra mohou být vyrobena v relativně krátkém čase.
Jeden uvedený příklad dosáhl konečných rozměrových a dokončovacích standardů a byl připraven k zalití 39 dní od koncepce designu; další požadované a 5-měsíční celkový cyklus od návrhu po kvalifikaci odlitku.
Výhoda cyklu je nejsmysluplnější v rané fázi vývoje, kde hlavním cílem je dostat fyzicky reprezentativní díl do testu co nejrychleji.
Průmyslové zdroje také uvádějí, že krátkodobé odlévání pomocí vytištěných voskových/plastových vzorů bylo široce přijato a že tyto přístupy mohou přinést významné zkrácení doby přípravy prvního odlévání..
Však, výhoda cyklu není automatická.
Stejné zdroje zdůrazňují, že úspěšný vývoj vyžaduje těsnou integraci mezi jádrem, design odlitku, a výrobní proces.
Když je ta integrace slabá, vývoj se může spíše zpomalit než zrychlit.
4. Technická omezení a praktické limity
Největší omezení jsou geometrická, související s kvalitou, a související se specifikací.
Odlévání s tištěným vzorem přináší určitou drsnost povrchu a stupňovitost, a při přechodu od tištěných vosků k tvrdým nástrojům jsou často potřebné úpravy rozměrů.
To nejsou fatální vady, ale jsou to skutečná technická omezení, která ovlivňují připravenost prototypu.
Dalším důležitým omezením je povrchová úprava. Vytavitelné lití může vytvořit dobré povrchy, ale přesné požadavky na konečnou úpravu je třeba řídit opatrně,
protože speciální dokončovací operace zvyšují náklady a protože očekávání povrchové úpravy mohou být omezující, zejména pokud jde o vnitřní prvky.
Průmyslový konsenzus také poznamenává, že standardy povrchové úpravy a vizuální kritéria přijatelnosti mohou být obzvláště náročné, a že požadavky na povrchovou úpravu mohou u některých vnitřních prvků vylučovat přístupy založené na aditivní výrobě.
Rozměrová tolerance je možná, ale není neomezená.
Slévárenské směrnice uvádí, že velmi úzkých tolerancí lze dosáhnout pouze tehdy, když je to skutečně nutné, a že zvyšují náklady.
Na úrovni designu, Vedení vytavitelného lití také klade důraz na kontrolu tloušťky stěny, vyhnout se problematickým podříznutím a převisům, a respektování omezení vyplnění a odstranění skořápky procesu.
Inspekce a kvalifikace se také mohou stát úzkým hrdlem.
Konsenzus průmyslu zdůrazňuje, že testovací tyčinky jsou drahé, že plány certifikátů by měly být dohodnuty předem, a že sledovatelnost a podrobnosti certifikátu mohou podstatně ovlivnit jak náklady, tak dodací lhůty.
V prototypových programech, to znamená, že „prototyp“ může být zpožděn, nikoli samotným litím, ale podle kvalifikačního balíčku kolem toho.
5. Design a objemová závislost
Prototyp vytavitelného lití je nejschůdnější, když má součást dostatečně geometrickou složitost, že odlévání vytváří skutečnou hodnotu.
To zahrnuje podříznutí, slepé díry, úhlové průchody, a tenké nebo konsolidované tvary, které je obtížné nebo nákladné konvenčně obrábět.
Pokyny pro investiční lití výslovně uvádějí, že tento proces dokáže zpracovat mnoho tvarů, které nelze obrábět nebo nejsou dostatečně přesné při lití do písku..
Méně atraktivní je, když je prototyp jednoduchý hranolový díl, když jsou tolerance ultra-těsné u všech prvků, nebo když lze díl vyrobit rychleji a levněji CNC obráběním.
Literatura o tištěných plastických vzorech také ukazuje, že geometrická omezení mohou v některých případech snížit praktický zisk, a že CNC obrábění konvenčních vzorů a jaderníků může zůstat cenově vysoce konkurenceschopné.
6. Sečteno a podtrženo proveditelnost
Prototypové odlévání je vysoce proveditelné jako a vývojový nástroj, zejména pro složité kovové díly, které potřebují rychlý první článek, realistické chování materiálu, a geometrie tvaru blízké sítě.
Nejpůsobivější je, když pomáhá sbalit více obráběcích a montážních kroků do jednoho litého komponentu a když hodnota prototypu spočívá v ověření funkce, fit, tok, nebo strukturální chování spíše než perfektní kosmetická úprava.
Praktické pravidlo je jednoduché: čím složitější je geometrie a tím vyšší je hodnota včasného ověření, tím silnější je případ prototypového odlévání.
Čím více projektu dominují extrémní požadavky na konečnou úpravu, velmi úzké tolerance, nebo velkou certifikační zátěž, tím více se sníží náklady a výhody časového rozvrhu.
To je hlavní předěl proveditelnosti.
